(完整word)高中物理动量守恒定律
高中物理【动量守恒定律】知识点、规律总结
2.反冲 (1)定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量, 这种现象叫反冲运动. (2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力_远__大__于___系统受到的外力.实例:发射 炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等. (3)规律:遵从动量守恒定律. 3.爆炸问题 爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且_远__大__于___系统所受 的外力,所以系统动量_守__恒___.
的动量
系统性 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,还适用于接近光速运动
普适性 的微观粒子组成的系统
2.应用动量守恒定律的解题步骤 (1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程). (2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒). (3)规定正方向,确定初、末状态动量. (4)由动量守恒定律列出方程. (5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明.
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒,在
相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为
“人船模型”问题.
2.“人船模型”的特点
(1)两物体满足动量守恒定律:m1v1-m2v2=0. (2)运动特点:人动船动,人静船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比
2.弹性碰撞的结论 两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒.以质量为 m1、速度为 v1 的小 球与质量为 m2 的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有 m1v1=m1v1′+m2v2′ 12m1v21=12m1v1′2+12m2v2′2
【总结提升】 碰撞问题解题策略 (1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解. (2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足: v1=mm11- +mm22v0、v2=m12+m1m2v0. (3)熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两球碰撞后交换速度.
(精品讲义)动量守恒定律5word版含答案2
5 反冲运动 火箭[学习目标] 1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用.2.理解反冲运动的原理,能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.一、反冲运动[导学探究] 在生活中常见到这样的情形:吹饱的气球松手后喷出气体,同时向相反方向飞去;点燃“钻天猴”的药捻,“钻天猴”便会向后喷出亮丽的火焰,同时“嗖”的一声飞向天空;乌贼向后喷出水后,它的身体却能向前运动,结合这些事例,体会反冲运动的概念,并思考以下问题: (1)反冲运动的受力有什么特点?(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化?答案 (1)物体的不同部分受相反的作用力,在内力作用下向相反方向运动.(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力,所以可以用动量守恒定律来处理;反冲运动中,由于有其他形式的能转变为机械能,所以系统的机械能增加. [知识梳理] 反冲运动1.定义:如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动.这个现象叫做反冲.2.反冲运动的特点:是物体间作用力与反作用力产生的效果. 3.反冲运动的条件(1)系统不受外力或所受合外力为零. (2)内力远大于外力.(3)某一方向上不受外力或所受合外力为零. 4.反冲运动遵循的规律:动量守恒定律. 二、火箭 [导学探究]1.火箭飞行利用了怎样的工作原理?在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律?答案 火箭靠向后连续喷射高速气体飞行,利用了反冲原理.由于火箭与“高温、高压”燃气组成的系统内力很大,远大于系统所受重力及阻力,故可应用动量守恒定律.2.设火箭发射前的总质量是M ,燃料燃尽后的质量为m ,火箭燃气的喷射速度为v ,试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v ′.答案 在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以可认为动量守恒.取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后的总动量为m v ′-(M -m )v 则由动量守恒定律得0=m v ′-(M -m )v 所以v ′=M -m mv =⎝⎛⎭⎫M m -1v3.分析提高火箭飞行速度的可行办法.答案 由2题可知火箭喷气获得的最大的速度v ′=(Mm -1)v ,故可以用以下办法提高火箭飞行速度:(1)提高喷气速度;(2)提高火箭的质量比;(3)使用多级火箭,一般为三级. [知识梳理] 1.工作原理应用反冲运动,其反冲过程动量守恒.它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度. 2.影响火箭最终速度大小的因素 (1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000~4 000 m/s. (2)火箭的质量比:指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比.现代火箭的质量比一般小于10. 喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大.一、反冲运动的应用1.反冲运动问题一般应用系统动量守恒定律列式计算.列方程时要注意初、末状态动量的方向,反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的.2.动量守恒表达式中的速度均为相对地面的速度,对“相对”速度,则要根据矢量关系转化为相对地面的速度.例1 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上,点燃酒精,水蒸气将橡皮塞水平喷出,小车沿相反方向运动.如果小车运动前的总质量M =3 kg ,水平喷出的橡皮塞的质量m =0.1 kg ,水蒸气质量忽略不计. (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v =2.9 m/s ,求小车的反冲速度;(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60°夹角,小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?答案 (1)0.1 m/s ,方向与橡皮塞运动的方向相反 (2)0.05 m/s ,方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反解析 (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,系统总动量为零.以橡皮塞运动的方向为正方向 根据动量守恒定律,m v +(M -m )v ′=0 v ′=-m M -m v =-0.13-0.1×2.9 m /s =-0.1 m/s ,负号表示小车运动的方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1 m/s.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒.以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向,有m v cos 60°+(M -m )v ″=0v ″=-m v cos 60°M -m =-0.1×2.9×0.53-0.1m /s =-0.05 m/s ,负号表示小车运动的方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反,反冲速度大小是0.05 m/s. 二、火箭原理1.火箭喷气属于反冲类问题,是动量守恒定律的重要应用.在火箭运动的过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,对于这一类的问题,可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象,取相互作用的整个过程为研究过程,运用动量守恒的观点解决问题.2.火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度v 和质量比Mm (火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定.例2 一火箭喷气发动机每次喷出m =200 g 的气体,气体离开发动机喷出时的速度v =1 000 m/s.设火箭总质量M =300 kg ,发动机每秒钟喷气20次. (1)当第三次喷出气体后,火箭的速度为多大? (2)运动第1 s 末,火箭的速度为多大? 答案 (1)2 m /s (2)13.5 m/s解析 (1)选取火箭和气体组成的系统为研究对象,运用动量守恒定律求解.设喷出三次气体后火箭的速度为v 3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,以火箭速度方向为正方向,据动量守恒定律得:(M -3m )v 3-3m v =0,故v 3=3m v M -3m≈2 m/s.(2)发动机每秒钟喷气20次,以火箭和喷出的20次气体为研究对象,以火箭速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:(M -20m )v 20-20m v =0,故v 20=20m vM -20m ≈13.5 m/s.三、反冲运动的应用——“人船模型” 1.“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题. 2.人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律:m 1v 1-m 2v 2=0.(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即x 1x 2=v 1v 2=m 2m 1.(3)应用此关系时要注意一个问题:即公式v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的.例3 有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾.如果人的质量m =60 kg ,船的质量M =120 kg ,船长为l =3 m ,则船在水中移动的距离是多少?水的阻力不计. 答案 1 m解析 人在船上走时,由于人、船组成的系统所受合力为零,总动量守恒,因此系统的平均动量也守恒,如图所示.设人从船头到船尾的时间为t ,在这段时间里船后退的距离为x ,人相对地面运动的距离为l -x ,选船后退方向为正方向,由动量守恒有: M x t -m l -x t=0 所以x =m M +m l =60120+60×3 m =1 m.“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应明确: (1)适用条件:①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向).(2)画草图:解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各长度间的关系,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移.1.(反冲运动的认识)(多选)下列属于反冲运动的是( ) A .喷气式飞机的运动 B .直升机的运动 C .火箭的运动D .反击式水轮机的运动 答案 ACD解析 反冲运动是一个物体分裂成两部分,两部分向相反方向的运动,故直升机的运动不是反冲运动. 2.(反冲运动的应用)假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是( ) A .向后踢腿 B .手臂向后甩 C .在冰面上滚动 D .脱下外衣水平抛出 答案 D解析 向后踢腿和手臂向后甩,都是人体间的内力,不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力,故无法完成滚动动作.而抛出衣服能获得反方向的速度,故可滑离冰面.3.(火箭问题的分析)一质量为M 的航天器,正以速度v 0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v 1,加速后航天器的速度大小v 2,则喷出气体的质量m 为( ) A.eq M B.eq M C.eq M D.eq M答案 C解析 规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:M v 0=(M -m )v 2-m v 1,解得m =v 2-v 0v 2+v 1M ,故选C.4.(人船模型的迁移)质量为m 、半径为R 的小球,放在半径为2R 、质量为2m 的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上.当小球从如图1所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是( )图1A.eqB.eqC.eqD.eq 答案 B解析 由水平方向平均动量守恒有:mx 小球=2mx 大球,又x 小球+x 大球=R ,所以x 大球=13R ,B 正确.考点一 反冲运动的理解和应用1.(多选)下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度( ) A .使喷出的气体速度增大 B .使喷出的气体温度更高C.使喷出的气体质量更大D.使喷出的气体密度更小答案AC2.一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动.探测器通过喷气而获得动力,以下关于喷气方向的说法正确的是() A.探测器加速运动时,向后喷射B.探测器加速运动时,竖直向下喷射C.探测器匀速运动时,竖直向下喷射D.探测器匀速运动时,不需要喷射答案C解析探测器加速运动时,重力与喷气获得的反作用力的合力应向前,所以A、B错,探测器匀速运动时,所受合力应为零,C对,D错.3.如图1所示,质量为M的小船在静止水平面上以速度v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()图1A.v0+mM v B.v0-mM vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)答案C解析根据动量守恒定律,选向右为正方向,则有(M+m)v0=M v′-m v,解得v′=v0+mM(v0+v),故选项C正确.4.如图2所示,船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱,不计水的阻力,下列说法中正确的是()图2A.若前后舱是分开的,则前舱将向后加速运动B.若前后舱是分开的,则前舱将向前加速运动C.若前后舱不分开,则船将向后加速运动D.若前后舱不分开,则船将向前加速运动答案B解析前后舱分开时,前舱和抽出的水相互作用,靠反冲作用前舱向前加速运动,若前后舱不分开,前后舱和水是一个整体,则船不动.5.如图3所示,装有炮弹的大炮总质量为M,炮弹的质量为m,炮筒水平放置,炮弹水平射出时相对地面的速率为v0,则炮车后退的速率为()图3A.eq?v0B.eqC.eq D.v0答案C解析炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计,则系统在水平方向动量守恒.取炮车后退的方向为正,以炮弹和炮车组成系统为研究对象,根据水平方向动量守恒有:(M-m)v′-m v0=0解得炮车后退的速率为v′=m v0.M-m考点二火箭问题的分析6.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是()A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出,气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭答案B解析火箭的工作原理是利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出时,使火箭获得反冲速度,故正确选项为B.7.竖直发射的火箭质量为6×103kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg.若要使火箭获得大小为20.2 m/s2、方向向上的加速度,则喷出气体的速度大小最接近()A.700 m/s B.800 m/sC.900 m/s D.1 000 m/s答案C8.将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A.eq v0B.eq v0C.eq v 0D.eq v 0答案 D解析 设火箭模型获得的速度为v ,规定竖直向上为正方向,据动量守恒定律有0=(M -m )v -m v 0,得v =mM -mv 0,故选D. 9.课外科技小组制作一只“水火箭”,用压缩空气压出水流使火箭运动.假如喷出的水流流量保持为2×10-4m 3/s ,喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ,则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少?(已知火箭沿水平轨道运动且阻力不计,水的密度是103 kg/m 3) 答案 4 m/s解析 “水火箭”喷出水流做反冲运动,设火箭原来总质量为M ,喷出水流的流量为Q ,水的密度为ρ,水流的喷出速度为v ,火箭的反冲速度为v ′,由动量守恒定律得(M -ρQt )v ′=ρQt v ,火箭启动后2 s 末的速度为v ′=ρQt vM -ρQt =103×2×10-4×2×101.4-103×2×10-4×2m /s =4 m/s.10.平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车地板上的A 点,距货厢的水平距离为l =4 m ,如图4所示.人的质量为m ,车连同货厢的质量为M =4m ,货厢高度为h =1.25 m .求:(g 取10 m/s 2)图4(1)车从人跳出后到落到地板期间的反冲速度大小;(2)人落在地板上并站定以后,车还运动吗?车在地面上移动的位移是多少? 答案 (1)1.6 m/s (2)车不运动 0.8 m解析 (1)人从货厢边跳离的过程,系统(人、车和货厢)的动量守恒,设人的水平速度大小是v 1,车的反冲速度大 小是v 2,则m v 1-M v 2=0,v 2=14v 1.人跳离货厢后做平抛运动,车以v 2做匀速直线运动,运动时间为t =2hg=0.5 s ,在这段时间内人的水平位移x 1和车的位移x 2分别为x 1=v 1t ,x 2=v 2t , 由图可知:x 1+x 2=l ,即v 1t +v 2t =l , 则v 2=l 5t =45×0.5m /s =1.6 m/s.(2)人落到车上A 点的过程,系统水平方向的动量守恒(水平方向系统不受外力),人落到车上前的水平速度大小仍为v1,车的速度大小为v2,落到车上后设它们的共同速度为v,根据水平方向动量守恒,得m v1-M v2=(M+m)v,则v=0,故人落到车上A点站定后车的速度为零.车的水平位移为x2=v2t=1.6×0.5 m=0.8 m.。
动量守恒定律教案优秀6篇
动量守恒定律教案优秀6篇高中物理动量守恒定律教案篇一教学目标:一、知识目标1、理解动量守恒定律的确切含义。
2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围。
二、能力目标1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律。
2、能运用动量守恒定律解释现象。
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).三、情感目标1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。
2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用。
重点难点:重点:理解和基本掌握动量守恒定律。
难点:对动量守恒定律条件的掌握。
教学过程:动(1mi)量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律。
(-)系统为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念。
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取。
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力。
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力。
内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力。
(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B 两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mAmB和作用后的位移SA和SB比较mASA 和mBSB.高二物理《动量守恒定律》教案1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计。
高中物理:动量守恒定律
高中物理:动量守恒定律【知识点的认识】1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.2.表达式:(1)p=p′,系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′.(2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和.(3)△p1=﹣△p2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(4)△p=0,系统总动量的增量为零.3.动量守恒定律的适用条件(1)不受外力或所受外力的合力为零.不能认为系统内每个物体所受的合外力都为零,更不能认为系统处于平衡状态.(2)近似适用条件:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则在这一方向上动量守恒.【命题方向】题型一:动量守恒的判断例子:如图所示,A、B两物体的质量比m A:m B=3:2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有()A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动D.小车向右运动分析:在整个过程中三个物体组成的系统合外力为零,系统的动量守恒.分析小车的受力情况,判断其运动情况.解答:A、B,由题意,地面光滑,所以A、B和弹簧、小车组成的系统受合外力为零,所以系统的动量守恒.在弹簧释放的过程中,由于m A:m B=3:2,A、B所受的摩擦力大小不等,所以A、B组成的系统合外力不为零,动量不守恒.故A错误.B正确;C、D由于A、B两木块的质量之比为m1:m2=3:2,由摩擦力公式f=μN=μmg知,A对小车向左的滑动摩擦力大于B对小车向右的滑动摩擦力,在A、B相对小车停止运动之前,小车的合力所受的合外力向左,会向左运动,故C正确,D错误.故选:BC.点评:本题关键掌握系统动量守恒定律的适用条件:合外力为零,并能通过分析受力,判断是否系统的动量是否守恒,题目较为简单!题型二:动量守恒的应用例子:如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ.最初木板静止,A、B两木块同时以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑动,木板足够长,A、B始终未滑离木板.求:(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移;(2)木块A在整个过程中的最小速度.分析:(1)A、B两木块同时水平向右滑动后,木块A先做匀减速直线运动,当木块A与木板C的速度相等后,A、C相对静止一起在C摩擦力的作用下做匀加速直线运动;木块B 一直做匀减速直线运动,直到三个物体速度相同.根据三个物体组成的系统动量守恒求出最终共同的速度,对B由牛顿第二定律和运动学公式或动能定理求解发生的位移;(2)当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,根据系统的动量守恒求解A 在整个过程中的最小速度,或根据牛顿第二定律分别研究A、C,求出加速度,根据速度公式,由速度相等条件求出时间,再求解木块A在整个过程中的最小速度.解答:(1)木块A先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动;木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到A、B、C三者的速度相等为止,设为v1.对A、B、C三者组成的系统,由动量守恒定律得:mv0+2mv0=(m+m+3m)v1解得:v1=0.6v0木块B滑动的加速度为:a=μg,所发生的位移:x==(2)A与C速度相等时,速度最小,此过程A和B减少的速度相等,有:mv0+2mv0=(m+3m)v A+mv Bv0﹣v A=2v0﹣v B解得:v A=0.4v0答:(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移是;(2)木块A在整个过程中的最小速度是0.4v0.点评:本题是木块在木板上滑动的类型,分析物体的运动过程是解题基础,其次要把握物理过程所遵守的规律,这种类型常常根据动量守恒和能量守恒结合处理.题型三:动量守恒的临界问题如图所示,光滑的水平面上有一个质量为M=2m的凸型滑块,它的一个侧面是与水平面相切的光滑曲面,滑块的高度为h=0.3m.质量为m的小球,以水平速度v0在水平面上迎着光滑曲面冲向滑块.试分析计算v0应满足什么条件小球才能越过滑块.(取g=1Om/s2)分析:小球越到滑块最高点速度水平向右,以滑块和和小球组成的系统为研究对象;根据动量守恒和过程系统机械能守恒列出等式;根据题意要越过滑块,应有v1>v2,我们解决问题时取的是临界状态求解.解答:设小球越过滑块最高点的速度为v1,此时滑块的速度为v2,根据动量守恒得:mv0=mv1+2mv2此过程系统机械能守恒,根据机械能守恒得:mv02=mv12+2mv22+mgh小球要越过滑块,应有v1>v2,至少也要有v1=v2,设v1=v2=v,上述两式变为mv0=(m+2m)vmv02>(m+2m)v2+mgh解得v0>3m/s答:小球要越过滑块,初速度应满足v0>3m/s.点评:应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件.把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题.题型四:动量与能量的综合例子:如图所示,光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时,感应开关使两车自动分离,分离时对两车及滑块的瞬时速度没有影响),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之问的动摩擦因数μ=0.5,一根轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,用一根细线拴在甲车左端和滑块P之间使弹簧处于压缩状态,此时弹簧的弹性势能E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现剪断细线,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,g取10m/s2.求:(1)滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;(2)滑块P滑上乙车后相对乙车滑行的距离.分析:(1)因地面光滑,所以滑块P在甲车上滑动的过程中,符合动量守恒的条件,同时除了弹簧的弹力做功之外,没有其他的力做功,所以机械能也是守恒的,分别应用动量守恒和机械能守恒列式求解,可得出滑块P滑上乙时的瞬时速度.(2)滑块P滑上乙车时,甲乙两车脱离,滑块和乙车做成了系统,经对其受力分析,合外力为零,动量守恒,可求出滑块和乙车的最终共同速度,由能量的转化和守恒可知,系统减少的机械能转化为了内能,即为摩擦力与相对位移的乘积.从而可求出相对位移,即滑块P 在乙车上滑行的距离.解答:(1)设滑块P滑上乙车前的速度为v,以整体为研究对象,作用的过程中动量和机械能都守恒,选向右的方向为正,应用动量守恒和能量关系有:mv1﹣2Mv2=0…①E0=m+…②①②两式联立解得:v1=4m/s v2=1m/s(2)以滑块和乙车为研究对象,选向右的方向为正,在此动过程中,由动量守恒定律得:mv1﹣Mv2=(m+M)v共…③由能量守恒定律得:μmgL=+﹣(M+m)…④③④联立并代入得:L=m答:(1)滑块P滑上乙时的瞬时速度的大小为4m/s.(2)滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,滑块P在乙车上滑行的距离为m.点评:本题考察了动量守恒.机械能守恒和能量的转化与守恒.应用动量守恒定律解题要注意“四性”,①系统性.②矢量性.③同时性.机械能守恒的条件是只有重力(或弹簧的弹力)做功,并只发生动能和势能的转化.【解题方法点拨】1.应用动量守恒定律的解题步骤:(1)明确研究对象(系统包括哪几个物体及研究的过程);(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒);(3)规定正方向,确定初末状态动量;(4)由动量守恒定律列式求解;(5)必要时进行讨论.2.解决动量守恒中的临界问题应把握以下两点:(1)寻找临界状态:题设情境中看是否有相互作用的两物体相距最近,避免相碰和物体开始反向运动等临界状态.(2)挖掘临界条件:在与动量相关的临界问题中,临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系,即速度相等或位移相等.正确把握以上两点是求解这类问题的关键.3.综合应用动量观点和能量观点4.动量观点和能量观点:这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变,不对过程变化的细节作深入的研究,而只关心运动状态变化的结果及引起变化的原因,简单地说,只要求知道过程的始末状态动量、动能和力在过程中所做的功,即可对问题求解.5.利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题:(1)动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,无分量表达式.(2)动量守恒定律和能量守恒定律,是自然界中最普遍的规律,它们研究的是物体系,在力学中解题时必须注意动量守恒条件及机械能守恒条件.在应用这两个规律时,当确定了研究对象及运动状态的变化过程后,根据问题的已知条件和求解的未知量,选择研究的两个状态列方程求解.(3)中学阶段凡可用力和运动解决的问题,若用动量观点或能量观点求解,一般比用力和运动的观点简便.。
高中物理选修一动量守恒知识点归纳
高中物理选修一:动量守恒知识点归纳一、动量的概念1. 动量的定义:动量是物体运动状态的量度,是物体质量和速度的乘积,通常用符号 p 表示。
2. 动量的单位:国际单位制中,动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
3. 动量的方向:动量的方向与物体的运动方向一致。
二、动量定理1. 动量定理的表述:一个物体的动量改变量等于作用在该物体上的合外力的冲量。
2. 动量定理的数学表达:Δp = F·Δt,其中Δp表示动量的改变量,F表示合外力,Δt表示时间。
3. 动量定理的应用:可以用来分析物体在外力作用下的运动状态。
三、动量守恒定律1. 动量守恒定律的表述:在一个封闭系统内,如果合外力为零,则系统的总动量保持不变。
2. 动量守恒定律的数学表达:Σpi = Σpf,即系统最初的总动量等于系统最终的总动量。
3. 动量守恒定律的应用:可用来分析弹性碰撞和完全非弹性碰撞等情况下物体的运动状态。
四、弹性碰撞1. 弹性碰撞的特点:在碰撞过程中,动能守恒,动量守恒。
2. 弹性碰撞的数学表达:m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f,即碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
3. 弹性碰撞的应用:可用来分析弹簧振子、弹性小球碰撞等实际问题。
五、完全非弹性碰撞1. 完全非弹性碰撞的特点:在碰撞过程中,动量守恒,动能不守恒。
2. 完全非弹性碰撞的数学表达:m1v1i + m2v2i = (m1 + m2)v,即碰撞前的总动量等于碰撞后物体的总动量。
3. 完全非弹性碰撞的应用:可用来分析汽车碰撞、弹性小球与粘性物体碰撞等实际问题。
六、动量守恒实验1. 实验装置:常用的实验装置包括弹簧振子、动量棒等。
2. 实验原理:利用实验装置,进行不同形式的碰撞实验,验证动量守恒定律。
3. 实验过程:通过记录实验数据,进行数据分析,验证动量守恒定律在实验中的应用。
七、动量守恒在日常生活和工程实践中的应用1. 交通事故分析:利用动量守恒定律,可以分析交通事故中车辆碰撞的情况,从而减少事故损失。
高中物理动量守恒定律知识点总结
高中物理动量守恒定律知识点总结
高中物理中,动量守恒定律是一个重要的概念,它表明在一个封闭系统中,如果没有
外力作用,系统的总动量将保持不变。
以下是关于动量守恒定律的知识点总结:
1. 动量的定义:动量是物体的质量与速度的乘积,用符号p表示,p = mv。
其中m是物体的质量,v是物体的速度。
2. 动量守恒定律的表述:在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统的总动量将保
持不变。
即Σpi = Σpf,其中Σpi表示系统的初始总动量,Σpf表示系统的最终总动量。
3. 弹性碰撞:在碰撞过程中,物体的总动能和总动量都守恒。
即碰撞前后物体的总动
量和总动能的和是相等的。
4. 完全非弹性碰撞:在碰撞过程中,物体之间会发生黏合或形变,使得总动能不守恒,但总动量仍然守恒。
5. 不同物体间的碰撞:当两个物体碰撞时,根据动量守恒定律可以推导出碰撞前后物
体的速度关系。
6. 动量的方向:动量是一个矢量量,具有大小和方向,通常使用向右为正,向左为负
的坐标系来表示。
7. 动量的变化:外力可以改变物体的动量,根据牛顿第二定律(F = ma),可以推导出物体的动量变化率等于物体所受外力的大小和方向。
8. 动量守恒定律的应用:动量守恒定律可用于解决各种碰撞问题,如弹性碰撞、完全
非弹性碰撞、两个物体间的碰撞等。
以上是关于高中物理动量守恒定律的知识点总结,希望对你有帮助!。
高中物理选必一第一章动量守恒定律(1动量2动量定理)
第一章动量守恒定律第1节动量知识点一、动量(1)定义:物体质量和速度的乘积,用字母p 表示,p =m v .(2)动量的矢量性:动量既有大小,又有方向,是矢量.动量的方向与速度的方向一致,运算遵循矢量运算法则.(3)单位:国际单位是千克·米每秒,符号是kg·m/s.(4)动量具有相对性:选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就不同,即动量具有相对性.通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指相对地面的动量.知识点二、动量与速度、动能的区别和联系动量与速度动量与动能区别①动量在描述物体运动方面更进一步,更能体现运动物体的作用效果②速度描述物体运动的快慢和方向①动量是矢量,从运动物体的作用效果方面描述物体的状态②动能是标量,从能量的角度描述物体的状态联系①动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,都是矢量,动量的方向与速度方向相同,且p =mv ②动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,且p =2mE k 或E k =p 22m知识点三、动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,即Δp =p ′-p(2)动量的变化量Δp 也是矢量,其方向与速度的改变量Δv 相同.(3)因为p =m v 是矢量,只要m 的大小、v 的大小和v 的方向三者中任何一个发生了变化,动量p 就发生变化.(4)动量变化量Δp 的计算①当物体做直线运动时,只需选定正方向,与正方向相同的动量取正,反之取负.若Δp 是正值,就说明Δp 的方向与所选正方向相同;若Δp 是负值,则说明Δp 的方向与所选正方向相反.②当初、末状态动量不在一条直线上时,可按平行四边形定则求Δp 的大小和方向.典例分析一、对动量和动量增量的理解例1关于动量变化,下列说法正确的是()A .做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp 的方向与运动方向相同B .做直线运动的物体,速度减小时,动量增量Δp 的方向与运动方向相反C .物体的速度大小不变时,动量的增量Δp 为零D .物体做平抛运动时,动量的增量一定不为零二、动量变化量的计算例2羽毛球是速度最快的球类运动之一,林丹扣杀羽毛球的速度可达到342km/h,假设球飞来的速度为90km/h,林丹将球以342km/h的速度反向击回.设羽毛球质量为5g,试求:(1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量.(2)在林丹的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?专题一对动量及动量变化的理解例3关于动量的变化,下列说法正确的是()A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零专题二对动量及动量变化的计算例4羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到342km/h,假设球飞来的速度为90km/h,运动员将球以342km/h的速度反向击回.设羽毛球的质量为5g,试求(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量.(2)在运动员的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?专题三碰撞中的动量变化例5质量为0.1kg的小球从1.25m高处自由落下,与地面碰撞后反弹回0.8m高处.取竖直向下为正方向,且g =10m/s2.求:(1)小球与地面碰前瞬间的动量;(2)球与地面碰撞过程中动量的变化.第2节动量定理知识点一、冲量(1)概念:力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.(2)定义式:I=Ft.(3)物理意义:冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大.(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号为N·s.知识点二、冲量的理解(1)冲量的绝对性.由于力和时间均与参考系无关,所以力的冲量也与参考系的选择无关.(2)冲量是矢量.冲量的运算服从平行四边形定则,合冲量等于各外力的冲量的矢量和,若整个过程中,不同阶段受力不同,则合冲量为各阶段冲量的矢量和.(3)冲量是过程量,它是力在一段时间内的积累,它取决于力和时间这两个因素.所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.知识点三、冲量的计算(1)恒力的冲量:公式I=Ft适用于计算某个恒力的冲量,这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积,冲量的方向与恒力方向一致.若力为同一方向均匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算,若力为一般变力则不能直接计算冲量.(2)变力的冲量①变力的冲量通常可利用动量定理I=Δp求解.②可用图象法计算如图所示变力冲量,若某一力方向恒定不变,那么在F-t图象中,图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量.知识点四、冲量与功(1)联系:冲量和功都是力作用过程的积累,是过程量.(2)区别:冲量是矢量,是力在时间上的积累,具有绝对性;功是标量,是力在位移上的积累,有相对性.知识点四、动量定理1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.这个关系叫做动量定理.2.表达式:I=Δp或Ft=m v′-m v.3.对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.(2)动量定理的表达式是矢量式,它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等,而且方向相同.(3)动量的变化率和动量的变化量由动量定理可得出F=p′-pt,它说明动量的变化率决定于物体所受的合外力.而由动量定理I=Δp可知动量的变化量取决于合外力的冲量,它不仅与物体的受力有关,还与力的作用时间有关.(4)动量定理具有普遍性,即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线,不论作用力是恒力还是变力,不论几个力的作用时间是相同还是不同都适用.4.动量定理的应用(1)定性分析有关现象由F=Δpt可知:①Δp一定时,t越小,F越大;t越大,F越小.②Δp越大,而t越小,F越大.③Δp越小,而t越大,F越小.(2)应用动量定理解决问题的一般步骤①审题,确定研究对象:对谁、对哪一个过程.②对物体进行受力分析,分析力在过程中的冲量,或合力在过程中的冲量.③抓住过程的初、末状态,选定参考方向,对初、末状态的动量大小、方向进行描述.④根据动量定理,列出动量定理的数学表达式.⑤写清各物理量之间关系的补充表达式.⑥求解方程组,并分析作答.典例分析一、冲量的理解例1如图所示,质量为m的小球由高为H的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力的冲量各是多大?二、平均冲量的计算例2如图所示,质量为m=1kg的小球由高h1=0.45m处自由下落,落到水平地面后,反弹的最大高度为h2=0.2m,从小球下落到反弹到最高点经历的时间为Δt=0.6s,g取10m/s2.求:小球撞击地面过程中,球对地面的平均压力F的大小.三、合力冲量的计算例3质量为1.0kg的小球从20m高处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m,小球与软垫接触时2)()间为1.0s,在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计,g=10m/sA.10N·s B.20N·s C.30N·s D.40N·s四、冲量的综合应用例4用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01s,那么:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大?(g取10m/s2)(3)比较(1)和(2),讨论是否要计铁锤的重力。
高中物理中的动量守恒定律
高中物理中的动量守恒定律在高中物理的学习中,动量守恒定律是一个极其重要的概念,它为我们理解和解决许多物理问题提供了有力的工具。
什么是动量守恒定律呢?简单来说,当一个系统不受外力或者所受合外力为零的时候,这个系统的总动量保持不变。
这里的“系统”可以是两个相互作用的物体,也可以是多个物体组成的整体。
动量守恒定律有着广泛的应用场景。
比如,在碰撞问题中,无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞,只要系统所受合外力为零,动量就守恒。
想象一下两个小球在光滑水平面上碰撞,碰撞前它们各自有着一定的速度和动量,碰撞后虽然速度发生了变化,但系统的总动量是不变的。
再比如,火箭发射也是动量守恒定律的典型应用。
火箭在燃烧燃料向后喷射气体时,火箭会获得向前的动力。
因为火箭和喷射出的气体组成的系统在垂直方向上所受合外力为零,所以系统在这个方向上动量守恒。
随着燃料的不断燃烧和气体的喷射,火箭的质量逐渐减小,速度却不断增大。
为了更深入地理解动量守恒定律,我们来推导一下。
假设一个系统由两个物体组成,质量分别为 m1 和 m2,速度分别为 v1 和 v2,它们相互作用后的速度分别变为 v1' 和 v2'。
根据动量的定义,系统初始的总动量 P = m1v1 + m2v2,相互作用后的总动量 P' = m1v1' + m2v2'。
因为系统所受合外力为零,所以有 P = P',即 m1v1 + m2v2 = m1v1'+ m2v2'。
在实际解题中,运用动量守恒定律需要注意一些问题。
首先,要明确研究对象,确定所研究的系统。
其次,要分析系统所受的外力情况,判断是否满足动量守恒的条件。
然后,选取正方向,通常选取初速度的方向为正方向,这样可以方便地表示速度的正负。
动量守恒定律还和能量守恒定律有着密切的联系。
在完全弹性碰撞中,不仅动量守恒,动能也守恒;而在非弹性碰撞中,动量守恒,但动能会有损失,损失的动能会转化为其他形式的能量,比如内能。
高中物理第08章动量守恒 动量守恒定律应用 四种常见模型
高中物理第08章动量守恒 动量守恒定律应用四种常见模型Lex Li01、动量守恒定律概述(1)动量守恒定律的五性:①条件性:满足系统条件或近似条件;②系统性:动量守恒是相对与系统的,对于一个物体无所谓守恒;③矢量性:表达式中涉及的都是矢量,需要首先选取正方向,分清各物体初、末动量的正、负。
④相对性:方程中的所有动量必须相对于同一参考系;⑤同时性:动量是状态量,动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等。
不同时刻的动量不能相加。
(2)应用动量守恒定律解题的步骤①对象(系统性):分析题意,明确研究对象;②受力(条件性):对各阶段所选系统内物体进行受力分析,判定能否应用动量守恒; ③过程(矢量性、相对性、同时性):确定过程的始、末状态,写出初动量和末动量表达式;④方程:建立动量守恒方程求解。
02、常见模型(1)碰撞、爆炸:作用时间极短,内力远大于外力,系统动量守恒①弹性碰撞:系统动量守恒,机械能守恒.设质量m 1的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰,则: 动量守恒:221101v m v m v m += 动能不变:222211111011v m v m v m +=解得:121012m m v v m m −=+ 120122m v v m m =+②非弹性碰撞:部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能两物体仍能分离.动量守恒用公式表示为:m 1v 1+m 2v 2= m 1v 1′+m 2v 2′机械能损失:22'2'21111112211222222()()E m v m v m v m v ∆=+−+ ③完全非弹性碰撞:碰撞后两物体粘在一起运动,此时动能损失最大,而动量守恒. 用公式表示为: m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v机械能损失:222111112212()()E m v m v m m v ∆=+−+④爆炸:系统动量守恒,机械能增加例01 如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为m A=2.0 kg,m B=m C =1.0 kg,现用一轻弹簧将A、B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近,此过程外力做功108 J(弹簧仍处于弹性限度范围内),然后同时释放,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C恰好以4 m/s的速度迎面与B发生碰撞并瞬时粘连.求:(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前),A和B物块速度的大小;(2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能.针对训练01 如图所示,总质量为M的大小两物体,静止在光滑水平面上,质量为m的小物体和大物体间有压缩着的弹簧,另有质量为2m的物体以v0速度向右冲来,为了防止冲撞,大物体将小物体发射出去,小物体和冲来的物体碰撞后粘合在一起.小物体发射的速度至少应多大,才能使它们不再碰撞?(2)人船模型(平均动量守恒问题):特点:初态时相互作用物体都处于静止状态,在物体发生相对运动的过程中,某一个方向的动量守恒(如水平方向动量守恒).例02 质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。
高中物理(动量守恒定律)
高中物理(动量守恒定律)动量守恒定律:后总前总p p =或p p '=或'+'=+22112211v m v m v m v m一、研究对象:两个或两个以上物体组成的系统。
二、特点:满足动量守恒的物理过程常常是物体间短暂时间内相互作用的过程。
三、性质:(1)矢量性:表达式'+'=+22112211v m v m v m v m 中守恒式两边不仅大小相等,且方向相同,等式两边总动量是系统内所有物体动量矢量和。
一维情况下,先规定正方向,再确定各已知量的正负,代入公式求解。
(2)系统性:即动量守恒是某系统内各物体的总动量保持不变。
(3)同时性:等式两边分别对应两个确定状态,每一状态下各物体的动量是同时的。
(4)相对性:表达式中的动量必须相对同一参照物(通常取地球为参照物).四、条件:(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力合力为零(不管物体间是否相互作用),此时合外力冲量为零,故系统动量守恒。
(2)近似守恒:当外力为有限量,且作用时间极短,外力的冲量近似为零,或者说外力的冲量比内力冲量小得多,可以近似认为动量守恒。
(3)单方向守恒:如果系统所受外力的矢量和不为零,而外力在某方向上分力的和为零,则系统在该方向上动量守恒。
五、碰撞:指物体间发生相互作用的时间很短,相互作用过程中的相互作用力很大,故通常可认为发生碰撞的物体系统动量守恒。
按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上,有正碰和斜碰之分。
六、分类:(1)弹性碰撞——碰撞结束后,形变全部消失,碰撞前后系统的总动量相等,总动能不变。
例如:钢球、玻璃球、微观粒子间的碰撞。
【0=∆p ;0=∆k E 】'22'112211v m v m v m v m +=+2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+()2112122'12m m v m m v m v +-+=()2121211'22m m v m m v m v +-+=(2)一般非弹性碰撞——碰撞结束后,形变部分消失,碰撞前后系统总动量相等,动能有部分损失。
高中物理-动量守恒定律
动量守恒定律与系统的能量守恒类似,系统的动量也存在守恒的情况。
动量什么情况下才守恒呢?动量守恒定律又是通过什么实验来验证的呢?我们下面就来研究动量守恒定律的内容。
动量守恒定律的内容如果一个系统不受外界力或所受外界的力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
还可以表述为,当没有外界的力作用时,系统内部不同物体间动量相互交换,但总动量之和为固定值。
动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体。
提醒同学们,动量也是矢量。
如静止的铀核发生α衰变,反冲核和α粒子的动量的动量变化大小相同,方向相反,动量变化的矢量和是零,但两个动量在数量上都增大了。
动量守恒定律的公式基本公式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;此公式为两个物体动量守恒的表达式,多个物体碰撞可以写成:m1v1+m2v2+……=m1v1′+m2v2′+……公式还可以写成p1+p2=p1′+p2′,或者Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2(动量变化量守恒)下面,我们来探究动量守恒定律的条件是什么?动量守恒定律的条件用一句话来说动量守恒的前提条件:在规定的方向上,系统不受“外界的力”。
这句话共有三个要素:1方向;2系统;3外力。
(1)关于方向的说明:在探究动量是否守恒的时候,要首先明确方向,一般规定碰撞或运动所在的直线对应的方向(正负两个方向均可)。
(2)对“外力”的理解:这个“外力”指的是“外界的力”,与研究系统内部的力无关,什么是内部的力呢?举个例子,比如两个人在理想冰面互推的“推力”,等等。
而外力呢?对于这两个人来说,墙给某个人的力就是(这个系统)外界的力。
(3)系统的说明:使用动量守恒定律,必须是两个或两个以上的物体构成的系统,或者爆破为两个物体的整体。
总之一句话,我们研究动量的对象是多个物体组成的系统。
(4)需要记忆的动量守恒定律模型:总结:“光滑面两球相撞”、“冰面互推”、“两个弹簧链接的物体”、“斜面上滑动小物块”、“子弹射入木块”、“火箭发射”、“人在船面上走动”、“二起脚空中爆破”、“粒子裂变”等。
高中物理关于动量定理的所有公式
高中物理关于动量定理的所有公式1.动量和冲量:动量:P = mV 冲量:I = F t2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv’ 一mv 解题时受力分析和正方向的规定是关键3.动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变.(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1‘+ m2v2’或?p1 =一?p2 或?p1 +?p2=O适用条件:(1)系统不受外力作用.(2)系统受外力作用,但合外力为零.(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力.(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒.4.功:W = Fs cos? 适用于恒力的功的计算)(1)理解正功、零功、负功(2)功是能量转化的量度重力的功------量度------重力势能的变化电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化合外力的功------量度-------动能的变化5.动能和势能:动能:Ek =重力势能:Ep = mgh 与零势能面的选择有关6.动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量).公式:W合= ?Ek = Ek2 一Ek1 = 21 机械能守恒定律:机械能 = 动能+重力势能+弹性势能条件:系统只有内部的重力或弹力做功.公式:mgh1 + 或者 Ep减 = Ek增(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化.表达式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.它可以是恒力,也可以是变力.当合外力为变力时,F是合外力对作用时间的平均值.p为物体初动量,p′为物体末动量,t为合外力的作用时间.(2)F△t=△mv是矢量式.在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边表法则,也可以采用正交分解法,把矢量运算转化为标量运算.假设用Fx(或Fy)表示合外力在x (或y)轴上的分量.(或)和vx(或vy)表示物体的初速度和末速度在x(或y)轴上的分量,则Fx△t=mvx-mvx0Fy△t=mvy-mvy0上述两式表明,合外力的冲量在某一坐标轴上的分量等于物体动量的增量在同一坐标轴上的分量.在写动量定理的分量方程式时,对于已知量,凡是与坐标轴正方向同向者取正值,凡是与坐标轴正方向反向者取负值;对于未知量,一般先假设为正方向,若计算结果为正值.说明实际方向与坐标轴正方向一致,若计算结果为负值,说明实际方向与坐标轴正方向相反.感谢您的阅读,祝您生活愉快。
高中物理动量守恒定律知识点总结
高中物理动量守恒定律知识点(一)一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力),即系统所受外力的矢量和为零。
(碰撞、爆炸、反冲)注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响,但可改变系统内物体的动量。
内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因,而外力的冲量是改变系统总动量的原因。
2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/(规定正方向)△p1=—△p2/3、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零,但在某一方向上的力为零,则系统在这个方向上的动量守恒。
必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。
二、碰撞1、完全非弹性碰撞:获得共同速度,动能损失最多动量守恒。
2、弹性碰撞:动量守恒,碰撞前后动能相等。
特例1:A、B两物体发生弹性碰撞,设碰前A初速度为v0,B静止,则碰后速度,vB=.特例2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度,碰后B的速度等于碰前A的速度)3、一般碰撞:有完整的压缩阶段,只有部分恢复阶段,动量守恒,动能减小。
4、人船模型——两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时,不受其它外力,对这两个物体组成的系统来说,动量守恒,且任一时刻的总动量均为零,由动量守恒定律,有mv=MV(注意:几何关系)高中物理动量守恒定律知识点(二)冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}高中物理学习方法要重视实验物理学是一门以实验为基础的科学,许多物理概念、物理规律都是从自然现象的实验中总结出来的。
高中物理知识点总结动量守恒定律
0=v+(一 = = = =
由图中几何关系可知smSM= = = =
同方法一,可求得sM=0.5 A、mB=2mA,规定向右为正方向,B两球的动量均为6 kg?m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为一4m/s。则()
A.左方是A、A球,碰撞后B两球速度大小之比为1:10
如果小球碰撞后运动的速度与原来的方向相反,应该怎样记录?
对于每一种碰撞的情况都要填写一个类似的表格,举例来说,如果每个表格中第一行第二列和第三列的求和的值都相等,那么 很可能就是我们寻找的不变量。
结论:两个物体碰撞时质量与速度的乘积保持不变。
把质量与速度的乘积叫做动量,上述结论又可以叙述为,物体发生碰撞时总动量不变。2.动量守恒定律
动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。随着学习的深入,同学们对此将有更深刻的体会。
3.正确理解动量守恒定律
①动量守恒有条件:系统不受外力或合外力为零是系统动量守恒的条件。对速度大小,质量大小都没有限制。
若外力远小于内力,且作用时间很短,可以认为系统动量守恒。
若在某一方向上,系统不受外力或合外力为零,在这一方向上动量守恒。
除此之外,两者还有更深刻的差别。近代物理的研究对象已经扩展到我们直接经验所不熟悉的高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域。实验事实证明,在这些领域,牛顿运动定律不再适用,而动量守恒定律仍然正确。
电磁场是现代物理学的重要研究对象,在下一章我们会看到,电磁场的运动,即电磁波,也具有动量,它与粒子的相互作用也遵守动量守恒定律。
解析:系统AB受合外力为零动量守恒,水平方向原来A的速度为正,由动量守恒列方程,设B的速度为
完整word版,人教版高中物理选修3-5教案
物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律16.1 动量守恒定律(一)1.动量及其变化(1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。
记为p=mv . 单位:kg ·m/s 读作“千克米每秒”。
①矢量性:动量的方向与速度方向一致。
动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′,则称:△p= p ′-p 为物体在该过程中的动量变化。
强调指出:动量变化△p 是矢量。
方向与速度变化量△v 相同。
一维情况下:Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差2.系统 内力和外力(1)系统:相互作用的物体组成系统。
(2)内力:系统内物体相互间的作用力(3)外力:外物对系统内物体的作用力3.动量守恒定律(1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。
这个结论叫做动量守恒定律。
公式:m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′(2)注意点:① 研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。
② 矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向;③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的)④ 条件:系统不受外力,或受合外力为0。
要正确区分内力和外力;当F 内>>F 外时,系统动量可视为守恒;16.2动量守恒定律(二)1.分析动量守恒定律成立条件有:答:①F 合=0(严格条件)②F 内 远大于F 外(近似条件)③某方向上合力为0,在这个方向上成立。
22112211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。
2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)分析题意,明确研究对象。
在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
高中动量守恒知识点总结
高中动量守恒知识点总结一、动量的概念和计算动量是描述物体运动状态的一种物理量,它是物体质量和速度的乘积。
动量的定义可以用公式表示为:p=mv,其中p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
在物理学中,动量是一个矢量量,考虑到其方向,通常用有向线段表示。
在实际问题中,我们可以利用动量的定义和计算方法来解决物体运动过程中的一些问题,比如计算碰撞中物体的速度变化、求解物体的力的作用时间等等。
二、动量守恒定律动量守恒定律指的是在一个封闭系统中,如果没有外力作用,该系统的动量总量在一段时间内保持不变。
也就是说,如果系统内部发生了相互作用,使得某些物体的动量发生了变化,那么这些变化的动量之和必须等于其他物体动量变化的负值,从而使得整个系统的动量总量保持不变。
动量守恒定律的数学表达式为:Σpi=Σpf,即系统在初态和末态的动量之和相等,其中Σpi 表示初态的动量之和,Σpf表示末态的动量之和。
动量守恒定律适用于很多物理现象的描述,比如弹性碰撞、完全非弹性碰撞、爆炸等等。
下面我们来分别讨论这些情况下的动量守恒定律的应用。
1. 弹性碰撞在弹性碰撞中,两个物体相互碰撞后会发生弹性形变,并且碰后两物体之间的相对速度方向和大小会发生变化,但整个碰撞过程中系统的动量总量不发生改变。
即系统在碰撞前后的总动量保持不变。
例如,如果一个质量为m1的小球以速度v1与一个质量为m2的小球以速度v2发生弹性碰撞,那么碰撞后两球的速度分别为v'1和v'2,根据动量守恒定律有:m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2。
2. 完全非弹性碰撞在完全非弹性碰撞中,碰撞发生后两个物体会粘在一起,形成一个整体,整个碰撞过程中动量总量也是守恒的。
在这种情况下,碰撞后整体的速度就是碰撞前两个物体速度的加权平均。
例如,如果一个质量为m1的小球以速度v1与一个质量为m2的小球以速度v2发生完全非弹性碰撞,那么碰撞后整体的速度v'可以表示为:v'=(m1v1+m2v2)/(m1+m2)。
高中物理专题复习 动量及动量守恒定律
高中物理专题复习动量及动量守恒定律一、动量守恒定律的应用1.碰撞两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情况称为碰撞。
由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
仔细分析一下碰撞的全过程:设光滑水平面上,质量为m 1的物体A 以速度v 1向质量为m 2的静止物体B 运动,B 的左端连有轻弹簧。
在Ⅰ位置A 、B 刚好接触,弹簧开始被压缩,A 开始减速,B 开始加速;到Ⅱ位置A 、B 速度刚好相等(设为v ),弹簧被压缩到最短;再往后A 、B 开始远离,弹簧开始恢复原长,到Ⅲ位置弹簧刚好为原长,A 、B 分开,这时A 、B 的速度分别为21v v ''和。
全过程系统动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。
⑴弹簧是完全弹性的。
Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能,Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能;因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。
这种碰撞叫做弹性碰撞。
由动量守恒和能量守恒可以证明A 、B 的最终速度分别为:121121212112,v m m m v v m m m m v +='+-='。
⑵弹簧不是完全弹性的。
Ⅰ→Ⅱ系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,弹性势能仍最大,但比⑴小;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少,部分转化为动能,部分转化为内能;因为全过程系统动能有损失(一部分动能转化为内能)。
这种碰撞叫非弹性碰撞。
⑶弹簧完全没有弹性。
Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为内能,Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,但没有弹性势能;由于没有弹性,A 、B 不再分开,而是共同运动,不再有Ⅱ→Ⅲ过程。
这种碰撞叫完全非弹性碰撞。
可以证明,A 、B 最终的共同速度为121121v m m m v v +='='。
在完全非弹性碰撞过程中,系统的动能损失最大,为:()()21212122121122121m m v m m v m m v m E k +='+-=∆。
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动量守恒定律考测点导航1.动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p mv =;它的单位是kg m/s g ;它是矢量,方向与速度的方向相同;它是状态量,描述物体运动状态的物理量,两个动量相同必须是大小相等,方向相同。
2.冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量,即I Ft =(适用于恒力冲量的计算);它的单位是Ns g ;它是矢量,方向与力的方向相同;它是过程量,描述物体运动过程的物理量。
3.动量定理⑴内容:物体所受的合外力冲量等于它的动量的变化。
⑵公式:,Ft p p =-或,Ft mv mv =- ⑶应用:①应用动量定理解释有关现象②应用动量定理解决有关问题⑷注意:①动量定理主要用来解决一维问题,解题时必须先规定正方向,公式中各矢量的方向用正、负号来体现。
②动量定理不仅适用于恒力作用,也适用于变力作用。
③动量定理对于短时间作用(如碰撞、打击等)更能显示它的优越性。
④由动量定理可得到P F t ∆=∆,这是牛顿第二定律的另一种表达形式:作用力F 等于物体的动量变化率P t∆∆ 易错现象1.不注意动量、冲量、力、速度、动量的变化量等都是矢量,它们之间的方向关系易弄错。
2.易滥用公式I Ft =计算变力冲量3.在竖直方向上应用动量定理时易忽略重力4.动量守恒定律1. 定律内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外力作用,或者它们受到的外力之和为零,则系统的总动量保持不变.2. 数学表达式:''11221122m v m v m v m v +=+3. 动量守恒定律的适用条件 :(1)系统不受外力或受到的外力之和为零(∑F合=0);(2)系统所受的外力远小于内力(F 外=F 内),则系统动量近似守恒; (3)系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零,则系统在该方向上动量守恒(分方向动量守恒).4. 动量恒定律的“五性”: (1)系统性:应用动量守恒定律时,应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统,同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等. (2)矢量性:系统在相互作用前后,各物体动量的矢量和保持不变.当各速度在同一直线上时,应选定正方向,将矢量运算简化为代数运算。
(3)同时性:12,v v 应是作用前同一时刻的速度,''12,v v 应是作用后同—时刻的速度. (4)相对性:列动量守恒的方程时,所有动量都必须相对同一惯性参考系,通常选取地球作参考系. (5)普适性:它不但适用于宏观低速运动的物体,而且还适用于微观高速运动的粒子.它与牛顿运动定律相比,适用范围要广泛得多,又因动量守恒定律不考虑物体间的作用细节,在解决问题上比牛顿运动定律更简捷.例:在距地面高为h ,同时以相等初速V 0分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m ,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P ,有[ ]A .平抛过程较大B .竖直上抛过程较大C .竖直下抛过程较大D .三者一样大【错解分析】 错解一:根据机械能守恒定律,抛出时初速度大小相等,落地时末速度大小也相等,它们的初态动量P 1= mv 0。
是相等的,它们的末态动量P 2= mv 也是相等的,所以△P = P 2-P 1则一定相等。
选D 。
错解二:从同一高度以相等的初速度抛出后落地,不论是平抛、竖直上抛或竖直下抛,因为动量增量相等所用时间也相同,所以冲量也相同,所以动量的改变量也相同,所以选D 。
错解一主要是因为没有真正理解动量是矢量,动量的增量△P=P 2=P 1也是矢量的差值,矢量的加减法运算遵从矢量的平行四边形法则,而不能用求代数差代替。
平抛运动的初动量沿水平方向,末动量沿斜向下方;竖直上抛的初动量为竖直向上,末动量为竖直向下,而竖直下抛的初末动量均为竖直向下。
这样分析,动量的增量△P 就不一样了。
方向,而动量是矢量,有方向。
从运动合成的角度可知,平抛运动可由一个水平匀速运动和一个竖直自由落体运动合成得来。
它下落的时间由为初速不为零,加速度为g的匀加速度直线运动。
竖直下抛落地时间t3<t1,所以第二种解法是错误的。
【正确解答】 1.由动量变化图5-2中可知,△P2最大,即竖直上抛过程动量增量最大,所以应选B。
【小结】对于动量变化问题,一般要注意两点:(1)动量是矢量,用初、末状态的动量之差求动量变化,一定要注意用矢量的运算法则,即平行四边形法则。
(2) 由于矢量的减法较为复杂,如本题解答中的第一种解法,因此对于初、末状态动量不在一条直线上的情况,通常采用动量定理,利用合外力的冲量计算动量变化。
如本题解答中的第二种解法,但要注意,利用动量定理求动量变化时,要求合外力一定为恒力。
易错现象1.用动量守恒定律解题时,有时易忽视动量守恒条件的条件,乱代公式。
2.用动量守恒定律解题时,有时不注意动量守恒定律的系统性,出现系统的初、末状态的质量不相等.3.用动量守恒定律解题时,有时不注意动量守恒定律的相对性,表达式中的各个速度不是相对同一个参照系。
例:向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a,b 两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向则 [ ]A.b的速度方向一定与原速度方向相反B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大C.a,b一定同时到达地面D.炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等【错解分析】错解一:因为在炸裂中分成两块的物体一个向前,另一个必向后,所以选A。
错解二:因为不知道a与b的速度谁大,所以不能确定是否同时到达地面,也不能确定水平距离谁的大,所以不选B,C。
错解三:在炸裂过程中,因为a的质量较大,所以a受的冲量较大,所以D不对。
错解一中的认识是一种凭感觉判断,而不是建立在全面分析的基础上。
事实是由于没有讲明a的速度大小。
所以,若要满足动量守恒,(m A+m B)v=m A v A+m B v B,v B的方向也可能与v A 同向。
错解二是因为没有掌握力的独立原理和运动独立性原理。
把水平方向运动的快慢与竖直方向的运动混为一谈。
错解三的主要错误在于对于冲量的概念没有很好理解。
【正确解答】物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时,由于物体沿水平方向不受外力,所以沿水平方向动量守恒,根据动量守恒定律有:(m A+m B)v = m A v A+m B v B当v A与原来速度v同向时,v B可能与v A反向,也可能与v A同向,第二种情况是由于v A的大小没有确定,题目只讲的质量较大,但若v A很小,则m A v A还可能小于原动量(m A+m B)v。
这时,v B的方向会与v A方向一致,即与原来方向相同所以A不对。
a,b两块在水平飞行的同时,竖直方向做自由落体运动即做平抛运选项C 是正确的由于水平飞行距离x = v·t,a、b两块炸裂后的速度v A、v B不一定相等,而落地时间t又相等,所以水平飞行距离无法比较大小,所以B不对。
根据牛顿第三定律,a,b所受爆炸力F A=-F B,力的作用时间相等,所以冲量I=F·t 的大小一定相等。
所以D是正确的。
此题的正确答案是:C,D。
【小结】对于物理问题的解答,首先要搞清问题的物理情景,抓住过程的特点(物体沿水平方向飞行时炸成两块,且a仍沿原来方向运动),进而结合过程特点(沿水平方向物体不受外力),运动相应的物理规律(沿水平方向动量守恒)进行分析、判断。
解答物理问题应该有根有据,切忌“想当然”地作出判断。
5.碰撞现象1.碰撞指的是物体间相互作用持续很短,而物体间相互作用力很大的现象.在碰撞过程中,内力远大于外力,所以可用动量守恒定律处理碰撞问题.中学物理只研究碰撞前后动量在同一直线上的正碰情况.(1)弹性碰撞的特点是物体在碰撞过程中发生的形变完全恢复,系统碰撞前后的总动能相等.(2) 非弹性碰撞的特点是发生的形变不能完全恢复,系统碰撞前后的总动能减少。
其中完全非弹性碰撞的特点是发生的形变不恢复,相碰后两物体不分开,且以同一速度运动,机械能损失最大.2.反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里系统的动量是守恒的.3.爆炸现象:在爆炸瞬间由于爆炸内力非常大,在爆炸前后瞬间系统的动量是守恒的4.碰撞、爆炸的比较:(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,相互作用的力为变力,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程(简化)处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.甲乙例:静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示,甲先抛,乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,则下列说法中正确的是()A、两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些B、两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些C、两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些D、两球抛出后,船的速度为零,两球所受到的冲量相等解:.C易错现象1.运用动量守恒定律解决碰撞问题时,不注意结果的合理性。
结果要符合物理情景,符合能量守恒定律,能量不能凭空产生。
2.运用动量守恒定律解决碰撞问题时,不注意动量的矢量性。
解题时动量的方向性要特别注意,在一条直线上的碰撞,我们总是规定某一方向上动量为正,则另一相反方向动量为负。
3.运用动量守恒定律解决碰撞问题时,不注意分析题意。
解题时要通过题给条件,挖掘解题所必须的隐含条件。